2024高考化學一輪復習專練53實驗綜合應用二含解析新人教版

PAGE8-專練53試驗綜合應用二1．[2024·長春試驗中學高三開學考試]某課外小組的同學擬用下圖所示的裝置從含碘廢液(除H2O外，還有I2、I－等)中回收碘。回答下列問題：(1)裝置A中發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。(2)儀器X的名稱為________；裝置D的作用是________。(3)裝置C中球形冷凝管冷卻水從________(填“a”或“b”)進入，反應限制在較低溫度下且保持溶液pH＝2進行的緣由是________________________________________________________________________。(4)三口燒瓶中液體經過濾得粗碘，粗碘可經________(填操作名稱)得到純碘。(5)為測定某含碘廢水中I2的含量，取樣100mL，調整溶液pH后，滴加2滴淀粉溶液，然后用0.02500mol/LNa2S2O3標準溶液滴定，消耗標準液18.15mL。則滴定終點時的現象為________________，含碘廢水中I2的含量________mg/mL(結果保留小數點后三位，已知：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))。2.醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣汲取劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。試驗裝置如圖所示，回答下列問題：(1)試驗中所用蒸餾水均需經煮沸后快速冷卻，目的是________________，儀器a的名稱是________。(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關閉K3。①c中溶液由綠色漸漸變?yōu)榱了{色，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________。②同時c中有氣體產生，該氣體的作用是________。(3)打開K3，關閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入d，其緣由是________________________________；d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分別，需采納的操作是________、________、洗滌、干燥。(4)指出裝置d可能存在的缺點________________________________________________________________________。3.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)曬制藍圖時，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光劑，以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應的化學方程式為：2K3[Fe(C2O4)3]eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；顯色反應的化學方程式為________________________________________________________________________。(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物，按下圖所示裝置進行試驗。①通入氮氣的目的是________________。②試驗中視察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此推斷熱分解產物中肯定含有________________、________________。③為防止倒吸，停止試驗時應進行的操作是________________________________________________________________________。④樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗Fe2O3存在的方法是：________________________________________________________________________。(3)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。①稱量mg樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現象是________________________________________________________________________。②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質量分數的表達式為________________________________________________________________________。4．試驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應方程式是__________________________(錳被還原為Mn2＋)。②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑________。③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外還有________________。(2)探究K2FeO4的性質①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產生黃綠色氣體，得溶液a，經檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產生Cl2，設計以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產生。ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有________離子，但該離子的產生不能推斷肯定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由________________________________________________________________________產生(用方程式表示)。ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是__________________。②依據K2FeO4的制備試驗得出：氧化性Cl2________FeOeq\o\al(2－,4)(填“＞”或“＜”)，而方案Ⅱ試驗表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)的氧化性強弱關系相反，緣由是__________________________________________。③資料表明，酸性溶液中的氧化性FeOeq\o\al(2－,4)＞MnOeq\o\al(－,4)，驗證明驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色，該現象能否證明氧化性FeOeq\o\al(2－,4)＞MnOeq\o\al(－,4)。若能，請說明理由；若不能，進一步設計試驗方案。理由或方案：__________________。5．以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N2H4·H2O(水合肼)和無水Na2SO3，其主要試驗流程如下：已知：①Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O是放熱反應。②N2H4·H2O沸點約118℃，具有強還原性，能與NaClO猛烈反應生成N2。(1)步驟Ⅰ制備NaClO溶液時，若溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液反應生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為____________________________；試驗中限制溫度除用冰水浴外，還需實行的措施是________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如圖1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應一段時間后，再快速升溫至110℃接著反應。試驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是________；運用冷凝管的目的是__________________。(3)步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產品Na2CO3制備無水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)隨pH的分布如圖2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖3所示)。①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。試驗中確定何時停止通SO2的試驗操作為________________。②請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的試驗方案：________________________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。6．[2024·全國卷Ⅱ]咖啡因是一種生物堿(易溶于水及乙醇，熔點234.5℃，100℃以上起先升華)，有興奮大腦神經和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%～5%、單寧酸(Ka約為10－6，易溶于水及乙醇)約3%～10%，還含有色素、纖維素等。試驗室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。索氏提取裝置如圖所示。試驗時燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā)，蒸汽沿蒸汽導管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中，與茶葉末接觸，進行萃取。萃取液液面達到虹吸管3頂端時，經虹吸管3返回燒瓶，從而實現對茶葉末的連續(xù)萃取?；卮鹣铝袉栴}：(1)試驗時需將茶葉研細，放入濾紙?zhí)淄?中，研細的目的是________________________。圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑，加熱前還要加幾粒________________。(2)提取過程不行選用明火干脆加熱，緣由是____________________________。與常規(guī)的萃取相比，采納索氏提取器的優(yōu)點是______________。(3)提取液需經“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑。與水相比，乙醇作為萃取劑的優(yōu)點是________。“蒸餾濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、接收管之外，還有________(填標號)。A．直形冷凝管B．球形冷凝管C．接收瓶D．燒杯(4)濃縮液加生石灰的作用是中和__________和汲取____________。(5)可采納如圖所示的簡易裝置分別提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發(fā)皿中并小火加熱，咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝聚，該分別提純方法的名稱是________。

專練53試驗綜合應用二1．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)圓底燒瓶汲取未反應的Cl2，防止污染空氣(3)a使氯氣在溶液中有較大的溶解度(4)升華(5)當最終一滴Na2S2O3標準溶液滴入時，溶液由藍色褪為無色，且半分鐘不復原藍色0.576解析：(3)冷凝管中冷卻水下進上出，反應限制在較低溫度下且保持溶液pH＝2進行，其主要緣由是使氯氣在溶液中有較大的溶解度。(4)三口燒瓶中液體經過濾得粗碘，粗碘可經升華得到純碘。⑸滴定終點時的現象為溶液由藍色褪為無色，且半分鐘不復原藍色；依據關系式I2～2S2Oeq\o\al(2－,3)，得m(I2)＝0.02500mol/L×18.15ml/2×254g/mol＝57.6mg，則含碘廢水中I2的含量＝57.6mg/100ml＝0.576mg/ml。2．(1)去除水中溶解的氧氣分液漏斗(2)①Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋②解除c中空氣(3)c中產生H2使壓強大于大氣壓冷卻結晶過濾(4)放開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸解析：(1)由于醋酸亞鉻易被氧化，因此盡可能避開與氧氣接觸，所以試驗中所用蒸餾水均需經煮沸后快速冷卻，目的是去除水中溶解氧；(2)①c中溶液由綠色漸漸變?yōu)榱了{色，說明Cr3＋被鋅還原為Cr2＋，離子方程式為Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋。②鋅還能與鹽酸反應生成氫氣，由于裝置中含有空氣，能氧化Cr2＋，所以氫氣的作用是解除c中空氣；(3)打開K3，關閉K1和K2，由于鋅接著與鹽酸反應生成氫氣，導致c中壓強增大，使亮藍色溶液流入d，與醋酸鈉反應；依據題干信息可知醋酸亞鉻難溶于冷水，所以為使沉淀充分析出并分別，須要實行的操作是(冰水)冷卻、過濾、洗滌、干燥。(4)由于d裝置是放開體系，因此裝置的缺點是可能使醋酸亞鉻與空氣接觸被氧化而使產品不純。3．(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O(2)①隔絕空氣，使反應產生的氣體全部進入后續(xù)裝置②CO2CO③先熄滅裝置A、E中的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣④取少量裝置A中殘留物于試管中，加入稀硫酸溶解，再滴入幾滴KSCN溶液，若視察到溶液變紅色，證明A中殘留物中含有Fe2O3(3)①當最終一滴溶液滴入后，溶液變成淺紅色，且半分鐘內不褪色②eq\f(5cV×56,m×1000)×100%4．(1)①2KMnO4＋16HCl=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②③Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(2)①ⅰ.Fe3＋4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2Oⅱ.洗去固體表面附著的氧化性離子ClO－，以免對FeOeq\o\al(2－,4)氧化Cl－產生干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在②>溶液的酸堿性影響物質的氧化性強弱，在酸性環(huán)境中氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>Cl2，堿性環(huán)境中氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)③能，理由：在加入H2SO4后，FeOeq\o\al(2－,4)肯定會被反應掉，若溶液呈淺紫色，則可能為FeOeq\o\al(2－,4)干脆氧化Mn2＋生成MnOeq\o\al(－,4)或FeOeq\o\al(2－,4)生成O2，再由O2氧化Mn2＋生成MnOeq\o\al(－,4)，均可得出結論：FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)。(不能，方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，視察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)解析：(1)①A為氯氣發(fā)生裝置，反應的化學方程式為2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O；②由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O(g)，HCl會消耗Fe(OH)3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl，除雜裝置B為。③C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，還有Cl2＋2KOH=KCl＋KClO＋H2O；(2)①依據上述制備反應，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等。ⅰ.方案Ⅰ加入KSCN溶液，溶液變紅說明a中含Fe3＋。但Fe3＋的產生不能推斷K2FeO4與Cl－發(fā)生了反應，依據題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產生O2，自身被還原成Fe3＋，依據得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應為4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=3O2↑＋4Fe3＋＋10H2O。ⅱ.產生Cl2還可能是ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，即KClO的存在干擾推斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、解除ClO－的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。②制備K2FeO4的原理為3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，依據同一反應中，氧化性：氧化劑>氧化產物，得出氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)；方案Ⅱ的反應為2FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋16H＋=2Fe3＋＋3Cl2↑＋8H2O，得出氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>Cl2，試驗表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)氧化性強弱關系相反；對比兩個反應的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案Ⅱ在酸性條件下；說明溶液的酸堿性的不同影響物質氧化性的強弱。③該小題為開放性試題。若能，依據題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉化為Fe3＋和O2，最終溶液中不存在FeOeq\o\al(2－,4)，溶液振蕩后呈淺紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的顏色，說明FeOeq\o\al(2－,4)將Mn2＋氧化成MnOeq\o\al(－,4)，所以該試驗方案能證明氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,